一、小水電的特點及發(fā)電方式

       在我國，小水電是指裝機容量在50MW及以下的水力發(fā)電站和地方小電網。由于小水電庫容容量較小，流量調節(jié)能力差，受季節(jié)性降雨及灌溉爭水影響，來水情況不穩(wěn)定，有著低水頭、低水速、水頭變化較大的特點。而水輪機在不同的水頭條件下對應著不同的最優(yōu)轉速，水輪機要獲得良好的性能和較高的效率需運行在最優(yōu)轉速附近。因此，只有運行在基準水頭條件下，水輪機才能獲得較高的效率。小水電水頭變化較大，水輪機的最優(yōu)轉速也隨之變化。為了盡可能的提高發(fā)電效率，并保持固定的上網頻率，有調節(jié)水流的驅動力以適應水輪機相對固定的轉速和調節(jié)水輪機轉速以適應不同流量的兩種調節(jié)思路。

第一種稱為定速恒頻發(fā)電，以普通異步機并網發(fā)電和同步機發(fā)電為代表。雖然這種定速恒頻發(fā)電方式對發(fā)電機組設備要求較低，但其需要額外的設備來調節(jié)水流量或者葉片的角度，不僅增加了可能的故障點，其機械控制較小的調節(jié)范圍也難以適應小水電水頭變化大的特點，使得經常不能運行在適宜的轉速區(qū)間，對水輪機葉片的機械強度和發(fā)電效率都有著很大的影響。

第二種為變速恒頻發(fā)電，其常見的形式有變極式發(fā)電系統、定子側帶頻器發(fā)電系統、交流勵磁雙饋發(fā)電發(fā)電、無刷雙頻發(fā)電系統，由于變速恒頻發(fā)電能夠更好地適應小水電流量變化大的需求，成為今后小水電開發(fā)的主要方向。

二、無刷雙頻變速恒頻發(fā)電原理
無刷雙頻電機是在串級感應電機基礎上發(fā)展起來的一種新型電機，其定子上有極對數不同且無電磁直接耦合的兩套繞組，分別為功率繞組和控制繞組。功率繞組直接接電網或負載，另一個控制繞組可以通過變頻器接電網側。無刷雙頻發(fā)電系統結構圖如圖1所示。